đồ án máy điện thiết kế máy biến áp ba pha

Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật.Đã có nhiều nhà máy xí
nghiệp có công nghệ cao hiện đại,vì vậy cần phải có một hệ thông điện ổn định, có chất
lượng cao mới đáp ứng được nhu cầu sản xuất và đời sống.Để đảm bảo được điều đó thì
phải nâng cao chất lượng truyền tải điện.Muốn làm được điều này thì chúng ta phải cải
thiện và đổi mới các thiết bị kỹ thuật truyền tải điện.Máy biến áp điện lực là một bộ phận
rất quan trọng trong hệ thống điện
Ngày nay nhờ áp dụng được các tiến bộ của khoa học chúng ta đã từng bước cải
tiến va chế tạo được máy biến áp điện lực đáp ứng được nhu cầu sản xuất khác nhau để
tránh được tổn hao điện năng khi truyền tải cũng như giảm điện áp phù hợp với hộ tiêu
thụ.Nhưng máy biến áp điện lực ngâm dầu 3 pha là loại máy được sử dụng rất phổ biến
hiện nay do những ưu điểm vượt trội của loại máy này có được .Nhờ đó mà máy biến áp
điện lực ngâm dầu ngày càng dược sử dụng rộng rãi hơn và không ngừng được cải tiến
sao cho phục vụ nhu cầu của người sử dụng được tốt nhất .
Bằng tất cả cố gắng của mình ,với những kiến thức nhận được từ thầy cô và sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo: Phan Đình Phương để em hoàn thành được đồ án
môn học này.
Nhiệm vụ thiết kế của em là: thiết kế máy biến áp ba pha

Vinh ngày tháng năm2012
Sinh viên thực hiện



Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP
***

CHƯƠNG I
KHáI NIÊM CHUNG Về THIếT Kế MáY BIếN áP ĐIệN LựC
I .Vài nét về tình hình chế tạo máy biến áp hiện nay và quá trình phát triển của nó :
Máy biến áp điện lực là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điện.Việc tải
điện năng đi xa từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ trong các hệ thống điện hiện nay cần
phải có tối thiểu 4 đến 5 lần tăng giảm điện áp.Do đó tổng công suất đặt (haydung
lượng)của máy biến áp gấp mấy lần công suất máy phát điện.Gần đây người ta tính ra
rằng nó có thể gấp 6 đến 8 lần hoặc hơn nữa. Hiệu suất của máy biến áp thường rất lớn
(98
÷
99%), nhưng do số lượng máy biến áp nhiều nên tổng tổn hao trong hệ thống rất
đáng kể vì thế cần phải chú ý đến việc giảm các tổn hao , nhất là tổn hao không tải trong
máy biến áp. Để giải quyết vấn đề này hiện nay trong ngành chế tạo máy biến áp người ta
dùng chủ yếu là thép cán lạnh , có suất tổn hao và có công suất từ hoà thấp hay đặc biệt
thấp , mặt khác còn thay đổi các kết cấu mạch từ một cách thích hợp như gép mối
nghiêng các lá tôn trong lõi thép, thay các kết cấu bu lông và ép trụ và gồng xuyên lõi
thép bằng các vành đai ép lá thép, về lắp ráp …Nhờ vậy mà công suất và điện áp của các
máy biến áp đã được nâng lên rõ rệt. Hiện nay người ta đã chế tạo được máy biến áp có
dung lượng trên 1000 MVA và điện áp đến 1150 kV.
Hình 1.1.Sơ đồ mạng truyền tải điên đơn giản
Đi đôi với việc tăng giới hạn trên về công suất , người ta cũng mở rộng thang công
suất của máy biến áp làm thành nhiều dãy máy hơn so với trước kia để đáp ứng một cách
rộng rãi với nhu cầu sử dụng và vận hành máy biến áp. Nhưng dãy máy biến áp mới ra

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Máy phát điện
Đường dây
tải
Máy biến áp
giảm áp

Hộ tiêu thụ
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
đời từ những năm 80 trở lại đây đã dần dần thay thế những máy biến áp thuộc dãy cũ
không còn thích hợp nữa.
Để đảm bảo chất lượng điện và cung cấp điện liên tục, các máy biến áp điều chỉnh
điện áp dưới tải ngày càng nhiều và chiếm tới khoảng 50% công suất tổng .
Để tiết kiệm vật liệu tác dụng, vật liệu cách điện, vật liệu kết cấu và giảm trọng
lượng kích thước máy , ngoài việc dùng máy biến áp tự ngẫu thay cho máy biến áp hai
dây quấn người ta còn áp dụng các phương pháp làm lạnh tốt hơn, dùng những vật liệu
kết cấu không từ tính nhẹ và bền hơn …Khuynh hướng dùng dây nhôm thay cho dây
đồng cũng đang phát triển. Các máy biến áp cỡ lớn và trung bình thường sản xuất loại ba
pha ghép thành tổ biến áp ba pha để thuận tiện trong việc chuyên chở .
Ngoài máy biến áp dùng trong truyền tải điện năng, còn có nhiều loại máy biến áp
dùng trong nhiều ngành chuyên môn khác như : Biến áp lò điện dùng trong luyện kim,
yêu cầu dòng thứ cấp lớn đến hàng vạn ampe; Biến áp nhiều pha dùng để chỉnh lưu ra
dòng một chiều ;Biến áp chống nổ dùng trong hầm mỏ;Biến áp đo lường; biến áp thí
nghiệm ; Biến áp hàn điện …
Khuynh hướng phát triển của máy biến áp hiện nay là thiết kế chế tạo những máy
biến áp có dung lượng thật lớn, điện áp thật cao, dùng nguyên liệu mới để giảm trọng
lượng và kích thước máy. Về vật liệu hiện nay đã dùng loại thép cán lạnh không những
có từ tính tốt mà tổn hao sắt lại ít do đó nâng cao được hiệu suất của máy biến áp.
Khuynh hướng dùng dây nhôm thay dây đồng vừa tiết kiệm được dây đồng vừa giảm
được trọng lượng máy cũng đang phát triển.
ở nước ta ngành chế tạo máy biến áp đã ra đời ngay từ ngày hoà bình lập lại. Đến
nay chúng ta đã sản xuất được một khối lượng máy biến áp khá lớn và nhiều chủng loại
khác nhau phục vụ cho nhiều ngành sản xuất ở trong nước và xuất khẩu.
II .Sử dụng vật liệu mới trong việc chế tạo :
Quá trình phát triển sản xuất máy biến áp liên quan chặt chẽ với những tiến bộ trong
việc sản xuất các vật liệu dẫn điện, dẫn từ và vật liệu cách điện.Các nhà sản xuất đã sản
xuất ra các vật liệu mới có tính năng ngày càng hoàn thiện hơn.Nhằm mục đích cải thiện

các đăc tính của máy biến áp như tổn hao năng lượng , kích thước, trọng lượng và tăng
độ tin cậy của nó.
Khuynh hướng chung thường là những vật liệu quý hiếm thay thế bằng những vật
liệu dễ kiếm .

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Vật liệu dùng trong máy biến áp thường có 3 loại:
- Vât liệu tác dụng dùng để dẫn điện như dây quấn, dẫn từ như lõi thép .
- Vật liệu cách điện để cách điện các cuộn dây hay các bộ phận khác như các
tông cách điện, sứ, dầu máy biến áp …
- Vật liệu kết cấu dùng để giữ, bảo vệ biến áp như xà ép, bulông, vỏ máy…
Vật liệu quan trọng trước tiên trong ngành chế tạo biến áp là lá tôn silíc .Trước đây lá
thép máy biến áp dùng chủ yếu tôn cán nóng , chất lượng loại tôn này tuy đã được cải
biến nhưng suất tổn hao vẫn cao .Từ năm 50 trở lại ây đã xuất hiện tôn cán lạnh có tính
dẫn từ định hướng , do đó suất tổn hao giảm nhỏ đến 2
÷
2,5lần so với tôn cán nóng , độ
từ thẩm thay đổi rất ít theo thời gian , từ đó mà giảm được tổn hao trong máy , giảm được
trọng lượng và kích thước máy
Vật liệu tác dụng thứ hai của máy biến áp là kim loai làm dây quấn.Trong nhiều năm
đồng vẫn là kim loại duy nhất dùng để chế tạo dây quấn mà không có thay đổi gì .Vì như
chúng ta đã biết đồng có điện trở suất nhỏ, dẫn điện tốt, dễ gia công , đảm bảo độ bền cơ,
điện …tốt. Gần đây người ta đã dùng nhôm thay đồng làm dây quấn.Nhôm có ưu điểm
nhẹ, dễ kiếm hơn, rẻ hơn, Nhưng tất nhiên có nhược điểm là điên trở suất lớn hơn, do đó
dẫn điện kém hơn, độ bền cơ cũng kém hơn và rất khó khăn trong việc hàn nối.Khi dùng
nhôm thay đồng, để đảm bảo được một công suất tương đương thì thể tích nhôm tăng lên,
chi phí cho công việc chế tạo dây quấn, chi phí về vật liệu cách điện, sơn tẩm …tăng lên.
Nhưng chi phí đó tăng lên thì bù lại bởi giá thành dây nhôm rẻ hơn nên gía thành toàn bộ
của máy biến áp thực tế cũng không khác nhau là bao nhiều .

Về vật liệu cách điện thì phần lớn các máy biến áp đều dùng dây quấn có cách điện
bằng giấy cáp thuộc cách điện cấp thứ A có nhiệt độ giớ hạn cho phép là +105
0
C với
chiều dày cách điện cả hai phía là 0,45 đên 0,5 mm.Viêc dùng dây dẫn có cấp cách điên
cao hơn (E,B,F, ) không có ý nghĩa nhiều lắm vì nhiệt độ cho phép của dây quấn máy
biến áp được quyết định không chỉ ở cấp cách điện của vật liệu cách điện mà còn ở cả
nhiệt độ cho phép của dầu ngâm dây quấn. Một loại cách điện hay dùng bọc dây dẫn là
men cách điện (êmay).Việc thay cách điện bọc từ dây cáp sang trang men không nhưng
làm cho lớp cách điên mỏng hơn , độ bền cơ điện tốt hơn mà còn có tác dụng làm giảm
trong lượng dây quấn, lõi thép, tuy rằng dây tráng men có giá thành đắt hơn .
III .Các kết cấu chính của máy biến áp :

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Máy biến áp thường dùng các phần chính sau: Lõi sắt (hay còn gọi là mạch từ) và
các kết cấu của nó, dây quấn, hệ thống làm lạnh và vỏ máy.
Lõi thép làm vật liệu dẫn từ cho từ thông trong máy biến áp. Đồng thời làm khung
để quấn dây. Lõi sắt gồm các lá thép Silic ghép lại được ép bằng xà ép và bu lông tạo
thành khung máy biến áp. Trên đó còn bắt các giá đỡ đầu dây dẫn ra nối với các sức
xuyên hoặc các ty để nắp máy… ở các máy biến áp dầu toàn bộ lõi sắt có quấn dây và
các dây dẫn ra được ngâm trong thùng đựng dầu máy biến áp gọi là ruột máy. Các máy
biến áp cỡ nhỏ, ruột máy gắn với nắp máy có thể nhấc ra khỏi thùng dầu xúc rửa, lắp ráp,
sửa chữa. Với máy biến áp công suất 1000KVA trở lên
3.1. Lõi sắt và kết cấu của nó.
Vì ruột máy rất nặng nên được bắt cố định với đáy thùng và lúc lắp ráp sửa chữa
thì phải nâng vỏ thùng lên khỏi đáy và ruột máy. Lõi sắt gồm hai phần: trụ T và gông G.
Trụ là phần lõi có lồng dây quấn, gông là phần lõi không có dây quấn dùng để khép mạch
từ giữa các trụ.

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Hình 1.2: Kết cấu mạch từ kiểu trụ
a. Một pha b. Ba pha
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

3.2. Dây quấn.
Dây quấn máy biến áp là bộ phận dùng để thu năng lượng vào và truyền tải năng
lượng đi. Trong máy biến áp hai dây quấn có cuộn HA nối với lưới điện áp thấp và cuộn
CA nối với lưới điện cao hơn. ở máy biến áp có 3 dây quấn ngoài hai dây quấn CA và
HA còn có dây quấn thứ 3 với điện áp trung bình gọi la TA
Có thể chia dây quấn biến áp thành kiểu chính : đồng tâm và xen kẽ
3.2.1 .Dây quấn đồng tâm :
Cuộn hạ áp (HA) và cao áp(CA) , nếu có ba dây quấn thì có cuộn điện áp trung bình
ký hiệu là TA là những hình ống đồng tâm đối với nhau.Chiều cao cua chúng nên thiết kế
bằng nhau vì nếu không sẽ sinh ra lực chiều trục lớn(nhất là lúc ngắn mạch) có tác dụng
ép hoặc đẩy gông từ hay cuộn dây không lợi về mặt kết cấu. Khi bố trí cuộn dây cuộn
HA đặt trong, cuộn cao áp đặt ngoài (néu có cuôn TA thì đặt giữa cũng có thể đặt trong
cùng ).Cuộn cao áp đặt ngoài sẽ đơn giản được việc rút đầu dây điều chỉnh cũng như
giảm được kích thước rãnh cách điện giưa các cuộn dây và giưa cuôn dây với trụ sắt .
Dây quấn đồng tâm dùng phổ biến trong các máy biến áp điện lực lõi sắt kiểu trụ

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Hình 1.2. Kết cấu mạch từ kiểu bọc.
a. Một pha; b. Ba pha
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

3.2.2. Dây quấn xen kẽ:
Cuộn cao áp và hạ áp được cuốn thành từng bánh có chiều cao thấp và cuốn xen kẽ
do đó giảm được lực dọc trục khi ngắn mạch , dây quấn xen kẽ có nhiều rãnh dầu ngang
nên tản nhiệt tốt hơn nhưng về mặt cơ thì kém bền vững hơn so với dây quấn đồng tâm

mặt khác kiểu dây quấn này có nhiều mối hàn giữa các bánh dây .Loại dây quấn này chủ
yếu được dùng trong các máy biến áp lò điện hay trong một số máy biến áp khô để đảm
bảo sự làm lạnh được tốt.
3.3. Hệ thống làm lạnh và vỏ máy :
Khi máy biến áp làm việc, lõi sắt và dây quấn đều có tổn hao năng lượng làm cho
máy biến áp nóng lên. Muốn máy biến áp làm việc được lâu dài phải tìm biện pháp giảm
nhiệt độ của máy biến áp xuống tức là quá trình làm nguội máy biến áp. Có thể làm nguội
bằng không khí tự nhiên hoặc bằng dầu máy biến áp. Máy biến áp dùng không khí để làm
nguội gọi là máy biến áp khô, máy biến áp dùng dầu để làm nguội gọi là máy biến áp
dầu. Hầu hết máy biến áp làm nguội bằng dầu bao quanh lõi thép và dây quấn sẽ nóng lên
và truyền nhiệt ra ngoài vách thùng nhờ hiện tượng đối lưu. Nhiệt lượng từ vách thùng lại
truyền ra không khí xung quanh bằng phương pháp đối lưu và bức xạ. Nhờ vậy mà hiệu
ứng làm lạnh được tăng lên cho phép tăng tải điện từ đối với thép và dây quấn, tăng được
công suất máy biến áp. Máy biến áp có công suất từ (10 – 16).10
3
KVA thường phải tăng
cường làm nguội bằng sự đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió. Để đảm bảo dầu trong máy
luôn luôn đầy trong quá trình làm việc trên máy biến áp có 1 thùng dầu phụ hình trụ
thường đặt nằm ngang với bình đầu chính bằng ống dẫn dầu. Tuỳ theo nhiệt độ của máy
biến áp mà dầu giãn nở tự do trong bình dầu phụ, không ảnh hưởng đến lượng dầu máy
biến áp. Vì vậy bình dầu phụ còn được gọi là bình dầu giãn nở.

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Hình 1.3 .Thùng dầu kiểu ống Hình 1.4 .Thùng dầu có bộ tản nhiệt kiểu ống thẳng
Trên nắp thùng còn các sứ để bắt các đầu dây dẫn ra nối với các dây quấn trong
máy biến áp với lưới điện thiết bị đổi nói để chỉnh áp, thiết bị đo nhiệt độ biến áp, móc
treo… mặt khác dầu máy biến áp ngoài tác dụng làm lạnh con người là một chất cách
điện tốt, nhưng nhược điểm là dầu máy biến áp đồng thời cũng là vật liệu dễ cháy nên
sinh ra hoả hoạn. Vì vậy trong nhiều trường hợp phải có thiết bị và biện pháp chống cháy

thích hợp.
IV .Nguyên lý làm việc cơ bản của máy biến áp :
Nguyên lý làm việc của MBA dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và sử dụng từ
thông biến thiên của lõi thép sinh ra.
Hinh 1.5 .Ký hiệu máy biến áp
Các cuộn dấy sơ cấp và thứ cấp trong một MBA không có liên hệ với nhau về điện
mà chỉ có liên hệ với nhau về từ.

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Xét sơ dồ nguyên lý của một MBA1 pha.
Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy biến áp
Đây là sơ đồ MBA 1 pha 2 dây quấn, máy gồm có 2 cuộn dây. Cuộn sơ cấp có
W1 vòng dây và có cuộn thứ cấp có W2 vòng dây được quấn trên lõi thép.
Khi đặt một điện áp xoay chiều U1 vào dây cuốn sơ cấp trong đó sẽ có dòng điện
i
1
. Trong lõi thép và sinh ra từ thông
Φ
móc vòng với cả hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp,
cảm ứng ra các sức điện động e
1
và e
2
. ở cuộn sơ cấp có sức điện động sẽ sinh ra dòng
điện i
2
đưa ra tải với điện áp là u
2
.

Gỉa thiết điện áp xoay chiều đặt vào là một hàm số hình sin thì từ thông do nó
sinh ra cũng là một hàm số hình sin.

m
Φ = Φ .sin t
ω
(1-1)
Do đó theo định luật cảm ứng điện từ, sức điện động cảm ứng trong các dây
quấn sơ cấp và thứ cấp là:
m
1 1 1 1 m 1
dΦ sindΦ
e = - w . = - w = - .w .Φ .cos t = 2 sin( )
dt dt 2
t
E t
ω π
ω ω ω
−
(1-2)
m
2 2 2 2 2
dΦ sindΦ
e = - w . = - w . w . . .cos 2 sin( )
dt 2
m
t
t E t
dt
ω π

ω ω ω
= − Φ = −
(1-3)
Trong đó :
1 m 1 m
1 1 m
.w .Φ 2π.f.w .Φ
E = = =4,44.f.w .Φ
2 2
ω
(1-4)
2 m 2 m
2 2 m
.w .Φ 2π.f.w .Φ
E = = =4,44.f.w .Φ
2 2
ω
(1-5)
Dựa vào các biểu thức (1-4)(1-5), người ta định nghĩa tỉ số biến đổi như sau :

1 1
2 2
E
k = =
E
w
w
(1-6)

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng

I
1
I
2
Z
t
W
11
11
1
W
2
U
1
U
2
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Nếu không kể điện áp rơi trên các dây quấn thì có thể coi U
1
≈
E
1
;U
2
≈
E
2
, do đó k được
xem như là tỷ số điện áp giữa dây quấn 1và 2:

1 1
2 2
E U
k=
E U
≈
(1-7)
V . Mục đích yêu cầu và nhiệm vụ.
Để đảm bảo vê tính toán hợp lý tốn ít thời gian việc thiết kế máy biến áp sẽ lần
lượt tiến hành theo thứ tự.
5.1. Xác định các đại lượng cơ bản.
− Tính dòng điện pha, điện áp pha của dây quấn
− Xác định điện áp thử của các dây quấn
− Xác định các thành phần của được ngắn mạch
5.2. Tính toán các kích thước chủ yếu.
− Chọn sơ đồ và kết cấu lõi sắt
− Chọn loại và mã hiệu tôn silic cách điện của chúng. Chọn cường độ từ cảm lõi
sắt
− Chọn kết cấu và xác định các khoảng cách điện chút của cuộn dây
− Tính toán sơ bộ máy biến áp chọn quan hệ của kích thước chủ yếu β theo trị số
i
0
, P
0
, i
n
, P
n
đã cho.
− Xác định đường kính trụ, chiều cao dây quấn. Tính toán sơ bộ lõi sắt

5.3. Tính toán dây quấn CA và HA
− Chọn dây quấn CA và HA
− Tính cuộn dây HA
− Tính cuộn dây CA
5.4. Tính toán ngắn mạch.
− Xác định tổn hao ngắn mạch
− Tính toán điện áp ngắn mạch

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
− Tính lực cơ bản của dây quấn khi máy biến áp bị ngắn mạch
5.5. Tính toán cuối cùng về hệ thống mạch từ và tham số không tải của máy biến
áp.
− Xác định kích thước cụ thể của lõi sắt
− Xác định tổn hao không tải
− Xác định dòng điện không tải và hiệu suất
5.6. Tính toán nhiệt và hệ thống làm nguội máy biến áp.
− Quá trình truyền nhiệt trong máy biến áp
− Khái niệm hệ thống làm nguội máy biến áp
− Tiêu chuẩn về nhiệt độ chênh
− Tính toán nhiệt máy biến áp
− Tính toán gần đúng trọng lượng và thể tích bộ giãn dầu
5.7. Tính toán và lựa chọn một số chỉ tiêu kết cấu.
Phần này có trình bày cách tính và chọn một số chi tiết kết cấu quan trọng như
bulông ép gông và một số đai ép trục, gông, vách nắp đáy thùng, bình dầu giãn nở, bộ
phận tản nhiệt….
5.8. Bản vẽ :
3 bản vẽ A
3

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
PHẦN II
THIẾT KẾ
***
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU CỦA MÁY BIẾN ÁP
I. XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN :

Hình vẽ :Kính thước cơ bản của máy biến áp ba pha
Dựa vào các số liệu của đồ án đã cho ta xác định được các đại lượng cơ bản sau
1.1. Công suất mỗi pha của máy biến áp :

dm
4000
1333,33( )
3
f
S
S A
m
= = =
Với : Công suất định mức: S
đm
= 4000 (KVA)
Số pha : m = 3
1.2. Công suất mỗi trụ:

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

dm
4000
1333,3( )
3
t
S
S KVA
t
= = =

Có: số trụ tác dụng: t = 3 đối với máy biến áp 3 pha
1.3. Dòng điện dây định mức:
+ Đối với phía cao áp.
3
3
dm
2
2
.10
4000.10
63( )
3. 3.35000
S
I A
U
= = =
+ Đối với phía hạ áp.
3
3

dm
1
1
.10
4000.10
5773,5( )
3. 3.400
S
I A
U
= = =
1.4. Dòng điện pha định mức:
Vì dây quấn nối Y/
∆
nên
1
1
3333( )
3
f
I
I A
= =
2 2
63( )
f
I I A
= =
1.5. Điện áp pha định mức.
+ Đối với phía CA:

1 1
400( )
f
U U V
= =

+ Đối với phía CA:
2
2
20207( )
3
f
U
U V
= =
1.6. Điện áp thử nghiệm của các dây quấn:

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Theo TCVN.(phụ lục13-trang 653sach TKMĐ)
Với dây quấn CA:
2
35( )U kV
=
thì
2
80( )
t
U kV
=

Với dây quấn HA:
1
0,4( )U kV
=
thì
1
5( )
t
U kV=
1.7. Kiểu dây quấn. (theo phụ lục 15-trang 661 sách TKMĐ)
Dây quấn CA:
2 2
35( ), 63( )U KV I A= =
chọn loại dây quấn xoắn ốc liên tục.
Dây quấn HA:
1 1
0,4( ), 3333( )U KV I A= =
chọn loại dây quấn xoắn mạch kép.
II. XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ ĐỂ TÍNH KÍCH THƯỚC CHỦ YẾU.
2.1. Chiều rộng quy đổi của rãnh từ tản giữa dây quấn CA và HA:
Với: U
t2
= 80(KV) theo bảng 19-trang 197 sách TKMBAĐL ta có
a
12
= 2,7(cm)

δ =0,5(cm)
12
Theo bảng 13.1 trang 456 TKMĐ ta có: k=0,52

,
1 2
4
4
0,52 1333,3 3,14( )
3
p
a a
k S cm
+
= = =
a
r
=a
12
+(a
1
+a
2
)/3= 2,7+3,14 = 5,84(cm)
2.2. Hệ số quy đổi từ trường tản lấy : k
r
=0,95
2.3. Các thành phần điện áp ngắn mạch.
- Điện áp ngán mạch tác dụng:

n
nr
dm

P 34000
U % 0,85%
10.S 10.4000
= = =
- Điện áp ngắn mạch phản kháng:

2 2 2 2
nx n nr
U % U % U % 6,5 0,85 6,44%
= − = − =

2.4. Ta chọn tôn cán lạnh mã hiệu 3404 có chiều dày 0,35 mm
Theo bảng 11 trang 194 sách TKMBAĐL ta có mật độ từ thông trụ :

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

1,62( )
T
B T=
Theo bảng 6 trang 191 sách TKMBAĐL: Ta có ép trụ bằng đai vải thủy tinh, ép gông
bằng xà
Sử dụng lõi thép có 4 mối ghép xiên ở 4 góc của lõi, còn 3 mối nối giữa dùng mối ghép
thẳng lá nhôm.
Theo bảng 4 sách TKMBAĐL ta chọn số bậc thang của trụ là 9. Hệ số bậc thang của
gông là 8 bậc.
Theo bảng 4 trang 190 và bảng 10 trang 193 TKMBAĐL ta có:
Hệ số chêm kích K
c
= 0,97: không có tấm sắt ép trụ

Hệ số điền đầy K
d
= 0,928
Vậy hệ số lợi dụng: K
ld
= K
c
. K
d
= 0,928. 0,97 = 0,9
Hệ số gông theo phụ lục XVII_2 trang 666 sách TKMĐ ta có
1,02
G
K =
(Tỷ lệ giữa tiết
diện gông và tiết diện trụ).
Như vậy ta có mật độ từ thông của gông :

( )
T
G
G
B
1,62
B 1,58 T
K 1,02
= = =
Mật độ từ thông ở khe hở không khí mối nối thẳng
,,
1,6( )

r T
B B T= =
.Mối nối xiên
( )
,
T
r
B
1,62
B 1,14 T
2 2
= = =
Theo bảng V.13 trang 616 sách TKMĐ ta có:
- Suất tổn hao của thép trong trụ và gông
P
T
= 1,295 (W/kg)
P
G
= 1,229(W/kg)
- Suất từ hoá trong trụ và gông
q
T
= 1,775 (VA/kg)
q
G
= 1,625 (VA/kg)
- Suất từ hóa khe hở kông khí nối thẳng

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng

Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

,, 2
2,35( / )=
k
q VA cm
, nối xiên
, 2
0,28( / )=
K
q VA cm
.
2.5. Khoảng cách cách điện chính
Với U
t2
= 80(KV) của cuộn cao áp. theo bảng 18 và 19 trang 197 sách TKMBAĐL ta có:
a
01
=3(cm) : khoảng cách cách điện giữa trụ và dây quấn HA
a
12
= 2,7(cm): khoảng cách giữa cuộn CA và HA

12
δ
= 0,5(cm): ống cách điện giữa cuộn CA và HA
L
đ2
= 5(cm): chiều dài đầu thừa
a

22
= 3(cm): khoảng giữa cuộn CA và CA
lo
2
= 7,5(cm): khoảng cách giữa dây quấn CA đến gông.
2.6. Các hằng số tính toán
Theo bảng 13 và 14 trang 194 sách TKMBAĐL. ta có đói với dây đồng là a=1,4 và
b=0,28.
2.7. Hệ số tổn hao phụ : k
f
= 0.95 khi ngắn mạch (theo bảng 15 trang 195 TKMBAĐL).
2.8. Tính các hệ số
Theo bảng 17 trang 196 sách TKMBAĐL phạm vi chọn
1,8 2,4
β
= ÷
để xác định chính
xác
β
hơn ta phải tính các số liệu và các đặc trưng cơ bản của mba như sau:

t r r
4
4
2 2 2
nx T ld
S '.K .a
1333,3.0,95.0,0584
A 0,507. 0,507. 0,29
f.U .B .K 50.6,44.1,62 .0,9

= = =
A
1
= 5,66.10
4
. K
ld
. A
3
. a = 5,66.10
4
. 0,9. 0,29
3
. 1,4 = 1739,3(Kg)
A
2
=3,6.10
4
.K
ld
.A
2
.L
o2
= 3,6.10
4
. 0,9. 0,29
2
. 0,072 =196,2(Kg)
B

1
= 2,4. 10
4
. K
ld
. K
G
. A
3
(a + b + e)
= 2,4.10
4
.0,9.1,02.0,29
3
.(1,4+0,28+0,411) = 1123,6(Kg)
Trong đó: e = 0,411là hệ số quy đổi một nửa tiết diện hình bậc thang về hình chữ nhật.
B
2
= 2,4. 10
4
. K
ld
. K
g
. A
3
(a
12
+a
22

)
= 2,4.10
4
.0,9.1,02.0,29
3
.(0,027+0,03) = 30,63(kg)

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

2
p
1 dqCu
2 2 2
f ld t nr
S .a
C K .
K .K .B .U .A
=
=
2
4000.1,4
2
2,46.10 = 1410,2(Kg)
2 2 2
0,9.0,9 .1,62 .0,85.0,29
−

4 2
.

.0,85
6,44
4 2
0,2453.10 . . . .
.
100 100
1,41. (1 ) 1,41. (1 ) 36
6,5
34000
0,2453.10 .36 .0,9.0,95. 22,7( )
1,4.29
nr
nx
n
n f R
U
U
n
n
P
M K K K
a A
K e e
U
M MPa
−
−Π
−Π
−
=

= + = + =
= =
Trọng lượng của tônsilic ở các góc của gông
G
g
= 0,492.10
4
.k
G
.k
ld
.A
3
.x
3
= 0,492.10
4
.1,02.0,9.0,29
3
.x
3
= 110,15.x
3
Tiết diện trụ của lõi sắt
S
T
= 0,785.k
ld
.A
2

.x
2
= 0,785.0.9.0,29
2
.x
2
=0,059.x
2
Tiết diện khe hở vuông góc:
'' 2
0,059.
K T
S S x= =
Tiết diện khe hhở chéo:
' 2
2. 0,08.
k
S S x
T
= =
Tổn hao không tải máy biến áp:
f
'
0 T T G G T G
T G
P k .(P .G P .G ) 1,25.(1,295 G 1,229.G )
1,62G 1,54G
= + = +
= +
Công suất phản kháng:

''
0
( )
f C f K
Q K Q Q Q= + +
Trong đó:
, 2 2
2
0
2
. . 1,775. 1,625.
40. 40.1,775. 71
3,2. . 3,2.0,28.0,059 0,05
1,25.(1,775 1,625 71 0,05 )
2,219 2,031 88,75 0,0625
C T T G G T G
f T g g g
K K T
T G g
T G g
Q q G q G G G
Q q G G G
Q q S x x
Q G G G x
G G G x
= + = +
= = =
= = =
= + + +
= + + +

β
1,2 1,8 2,4 3,0 3,6

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
4
x=β
1,048 1,16 1,245 1,32 1,38
2 2
4
x =β
1,096 1,344 1,55 1,734 1,9
3 3
4
x =β
1,148 1,56 1,93 2,29 2,62
A
1
/x=1739,3/x 1659,6 1499,4 1397 1317,6 1260,4
A
2
.x
2
=196,2.x
2
215 263,7 304 340,2 372,8
B
1
.x
3

=1123,6.x
3
1289,9 1752,8 2168,5 2573 2943,8
B
2
.x
2
=30,63.x
2
35,57 41,2 47,5 53,1 58,2
G
G
=B
1
.x
3
+ B
2
.x
2
1325,5 1794 2216 2626,1 3002
G
T
= A
1
/x+A
2
.x
2
1874,6 1763,1 1701 1657,8 1633,2

G
Fe
=G
T
+G
G
3200 3557 3917 4283,9 4635,2
G
g
=110,15.x
3
126,7 172,1 212,9 252,7 289,1
0
1,62 1,54
T G
P G G= +
5077,8 5619 6168,3 6729,8 10024
0
2
2,219. 2,031.
88,75. 0,0625
T G
g
Q G G
G x
= +
+ +
18096,5 22830 27170,2 31439,5 35378,8
i
o

=Q
o
/10.S
dm
0,452 0,57 0,679 0,786 0,884
G
dq
=C
1
/x
2
=1410,2/x
2
1286,7 1049,2 909,8 813,3 742,2
1,06
Cu dq
G G=
1363,9 1112,2 964,4 862,1 786,7
. 2,21.
CuFe Cu Cu
K G G=
3014,2 2457,9 2130,4 1905,2 1738,6
'
.
td Fe CuFe Cu
C G K G= +
6214,2 6014,9 6047,4 6 6797,2
3 3
. 22,7.
cp

M x x
δ
= =
26,06 35,4 43,8 52 59,5
dq
0,9.34000
J=
2,4.G
3,15 3,48
3,74 3,96 4,14
. 0,29d A x x= =
0,3 0,34 0,36 0,38 0,4
12
. 1,4.d a d d= =
0,42 0,476 0,5 0,53 0,56
12
.d
l
β
Π
=
1,1 0,83 0,65 0,55 0,49
2
2. . 0,28.a b d d= =
0,084 0,095 0,1 0,11 0,112
12 2 22 12
2C d a a a= + + +
0,561 0,628 0,657 0,697 0,729

Từ bảng quan hệ giữa các tham số trên ta thâý rằng, giá thành thấp nhất nằm trong

khoảng 1,8<
β
<2,4 tương ứng với đường kính lõi sắt d = 0,34 và 0,36. Trong khoảng ấy
tất cả các tham số đều đạt yêu cầu.chọn d = 34cm (theo bảng 7,TKMBAĐL).
Ta tính lại trị số
β
tương ứng:
4 4
4
4
0,34
( ) ( ) 1,9 1,9 1,17
0,29
d
x
A
β β
= = = ⇒ = = =

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Tiết diện của lõi sắt :
2 2 2
4
12
0,059. 0,059. 1,9 0,069( )
. 1,4.0,29.1,17 0,475( )
T
S x m
d a Ax m

= = =
= = =
Chiều cao dây quấn:
12
. .0,475
0,785( )
1,9
d
l m
β
Π Π
= = =

Khoảng cách giữa các trụ lõi sắt:
0
2 0,785 2.0,075 0,935( )
T
l l l m= + = + =
Điện áp 1 vòng dây: u
v
= 4, 44.f.B
T
. S
T
.
4
10
−

=4,44.50.1,6.0,069 = 24,8(V)

Trọng lượng lõi sắt:
2 3 2
1
2 1 2
2 3 2
. . .
1739,3
196,2.1,17 1123,6.1,17 30,63.1,17 3596,66( )
1,17
Fe T G
A
G G G A x B x B x
x
Kg
= + = + + +
= + + + =
Trọng lượng dây đồng:
1
2 2
1410,2
1030,2( )
1,17
dq
C
G kg
x
= = =
Mật độ dòng điện J:
2
0,9.34000

J= 3,52( / )
2,4.1030,2
A mm=
Ưng suất trong dây quấn:
3 3 3
. 22,7. 22,7.1,17 36,35
cp
M x x
δ
= = = =
Tổn hao không tải:

0
1,62 1,54
T G
P G G= +
2 3 2
1739,3
1,62( 196,2.1,17 ) 1,54(1123,6.1,17 30,63.1,17 ) 5679,3( )
1,17
W= + + + =
Dòng điện không tải:
2 2
0 0r 0x
i % i % i %= +
2
0
2,219 2,031 88,75 0,0625 7634,9( )
T G g
Q G G G x VA= + + + =

0
0
0
0
7634,9
0,19%
10. 40000
5679,3
0,14%
10. 40000
x
dm
r
dm
Q
i
S
p
i
S
= = =
= = =

2 2
0
i % 0,19 0,14 0,24%= + =
Chương 3

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện

Tính toán dây quấn máy biến áp
I. các yêu cầu chung :
Có thể chia làm hai loại
1. Yêu cầu vận hành: Gồm điện cơ và nhiệt
a. Yêu cầu về điện
Khi vận hành thường dây quấn máy biến áp có điện áp làm việc bình thường và
quá điện áp do đóng ngắt mạch trong lưới điện hay sét đánh gây nên ảnh hưởng chủ yếu
do cách điện chính của máy biến áp, tức là cách điện dây quấn với nhau và giữa dây quấn
với vỏ. Còn quá điện áp do sét đánh thường lên đường dây thường ảnh hưởng đến cách
điện dọc của máy biến áp. Tức là giữa các vòng dây rời dây hay giữa các bánh dây của
từng dây quấn.
b. Yêu cầu về cơ học
Dây quấn không bị biến dạng hoặc hư hỏng dưới tác dụng của lực cơ học do dòng
điện ngắn mạch gây nên.
c. Yêu cầu về nhiệt
Khi vận hành bình thường cũng như trong trường hợp ngắn mạch, trong thời gian
nhất định dây quấn không được có nhiệt độ cao quá vì lúc đó chất cách điện sẽ bị nóng
mất tính đàn hồi, hoá dồn và mất tính cách điện. Vì vậy khi thiết kế phải đảm bảo sao cho
tuổi thọ của chất cách điện là 15 đến 20 năm.
2. Yêu cầu về chế tạo
Làm sao cho kết cấu đơn giản tốn ít vật liệu và nhân công, thời gian chế tạo ngắn
giá thành hạ nhưng đảm bảo về mặt vận hành
* Như vậy yêu cầu đối với thiết kế là:
+ Phải có quan điểm toàn diện: Kết hợp một cách hợp lý giữa hai yêu cầu về chế
tạo và vận hành để sản phẩm có chất lượng tốt mà giá thành hạ.
+ Phải chủ yếu đến kết cấu và chế tạo dây quấn sao cho thích hợp với trình độ kỹ
thuật của xưởng sản xuất.
+ Phải nắm vững những lý luận có liên quan đến dây quấn CA, vật liệu cách điện
* Quá tình thiết kế của dây quấn có thể tiến hành theo 3 bước :

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
a
1
2
3
4
5
6
6
4
5
3
1
2
6
4
5
3
5
6
4
1
2
2
3
1
7
9
8
10

12
11
7
10
8
9
11
12
a) b) c) a) b)
a'
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
+ Chọn kiểu và kết cấu dây quấn.
+ Tính toán sắp xếp và bố trí dây quấn.
+ Tính toán tính năng của máy biến áp .
3. Các kiểu dây quấn máy biến áp :
Theo cách quấn dây ta có thể chia dây quấn máy biến áp ra làm các kiểu chính sau
đây:
Dây quấn hình ống dây dẫn chữ nhật;
Dây quấn hình ống dây dẫn tròn;
Dây quấn hình xoắn;
Dây quấn hình ốc liên tục
Người ta còn có thể phân biệt ra loại dây quấn một mạch (đơn) hay hai mạch (kép),
có hoán vị hay không hoán vị,…
a. Dây quấn hình ống dây dẫn chữ nhật
Loại dây này quấn dùng dây tiết diện chữ nhật quấn thành hình trụ. Nếu dòng
điện lớn quá thì ghép nhiều sợi giống nhau. Lúc đó tốt nhất là dùng các sợi cùng kích
thước ghép kề nhau theo hướng trục, không nên ghép kề theo hướng kính để cho từ thông
tản trong các sợi dây giống nhau và như vậy tổn hao về dòng điện xoáy trong chúng sẽ
giống nhau và về mặt cơ khí ghép hướng trục cũng tốt hơn. Mặt khác dùng một cỡ dây sẽ
đỡ phức tạp cho việc đặt hàng. Nếu phải dùgn dây có tiết diện khác nhau thì phải có một

bề kề nhau bằng nhau để ghép. Nói chung dây quán nẹp (theo cạnh lớn) sợi dây), không
nên quấn gân dựng (theo cạnh nhỏ) sợi dây vì sẽ khó quấn hơn mà cũng làm cho các sợi
dây dễ bị nghiêng đi; tổn hao phụ do dòng điện xoáy tăng lên, tản nhiệt lại kém. Có thể
dùng cách quấn dựng khi tỷ lệ các cạnh của sợi dây ở trong phạm vi tỷ lệ sau: 1,3 < a/b <
3,0.

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
Nếu quấn một lớp ta có kiểu dây quấn hình ống một lớp hay còn gọi là ống
đơn( hình3.1) . Nếu quấn hai lớp ta có kiểu hình ống kép (hình3.2b). Kểu hình ống kép
thì hai lớp nối tiếp với nhau (quấn lớp trong từ trên xuống sau đó lớp ngoài quấn ngược
từ dưới lên). Như vậy đầu dâylớp trong và đuôi lớp ngoài có điện áp bằng điện áp pha
của dây quấn.
Nếu U
đm
dưới 100V thì cách điện giữa hai lớp rất đơn giản, hoặc dùng một rãnh
dầu rộng 4 – 8 mm hoặc dùng một ống giấy cách điện là đủ. Nếu điện áp từ 3 đến 6kV thì
phải làm rãnh dầu có bìa cách điện ở giữa dày 2mm. Nếu U > 6000V thì cách điện sẽ khó
khăn hơn do đó không dùng kiểu dây quấn này cho các máy biến áp công suất từ 25 đến
630 kVA.
Để có rãnh dầu thường dùng que nên cách điện bằng gỗ. Không nên làm nhiều que
nêm quá vì dầu sẽ khó lưu thông, cũng không nên ít quá vì ống dây dễ bị biến dạng thành
hình đa giác. Khoảng cách giữa các que nêm thường vào khoảng 150 – 120mm
Kiểu dây quấn hình ống đơn có nhược điểm là hai đầu không có gì giữ chặt nên dễ
bị tung ra do đó thường chỉ dùng trong các máy biến áp nhỏ, công suất mỗi trụ từ 3 đến
10kVA. Dây quấn hình ống kép ổn định về cơ khí hơn và nói chung chế tạo cũng đơn
giản nên được dùng phổ biến trong các máy biến áp công suất từ 630 kVA trở xuống điện
áp dưới 6kV.
Trong máy biến áp thì dây quấn hình ống đơn và kép chủ yếu làm cuộn HA.
Gần đây người ta đã nghiên cứu và sử dụng có kết quả loại dây quấn nhiều ống

nhiều lớp dây chữ nhật cho cả cuộn dây CA. Kết cấu của loại dây quấn này chỉ khác với

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
Hình 3.1: Các phương pháp quấn dây
a) quấn nẹp sợi; b) quấn gân dựng sợi
dây; c) quấn gân dựng nhưng không đạt
yêu cầu
Hình 3.2: Dây quấn hình ống, a) ống đơn
6 vòng; b) ống kép 12 vòng
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
dây quấn hình ống đơn giản trên là ở chỗ nó gồm nhiều lớp và các sợi dây quấn này cũng
không dùng kiểu quấn dựng các sợi dây quấn. Chiều quấn dây ở các lớp cũng khác nhau,
thường các lớp lể quấn theo một chiều, các lớp chẵn quấn theo chiều khác. Giữa các lớp
có lót vài lớp giấy cáp làm cách điện lớp và đề phòng phóng điện giữa các lớp, cách điện
lớp phải cao hơn dây quấn 30-50mm. Mỗi lớp ở phía trên và dưới vẫn phải có những
vành đệm phụ bằng cacton cách điện buộc chặt vào các vòng trên và dưới của dây quấn.
Việc lót cách điện như vậy là rất cần thiết vì loại dây quấn này điện áp giữ vòng đầu của
bất kỳ một lớp nào với vòng cuối cùng của lớp tiếp theo cũng chính là điện áp giữa hai
lớp có thể đạt đến 5000 đến 6000V, nếu điện áp làm việc của dây quấn là 35kV.
Để tăng bề mặt làm lạnh lớp dây quấn, thường toàn bộ dây quấn được làm một
vài rãnh dọc trục giữa các lớp. Chiều rộng rãnh thường vào khoảng 1/100 chiều cao của
dây quấn.
Dây quấn hình óng nhiều lớp tiết diện dây chữ nhật thường được làm dây quấn
cao áp CA cho các máy biến áp dung lượng từ 630 đến 40000 – 80000 kVA, điện áp 10
và 35 kV. Kiểu dây quấn này ngày càng được sử dụng rộng rãi vì độ bền cơ học của nó
khi ngắn mạch khá bảo đảm do kết cấu dây quấn gọn chặt. Mặt khác
Hình 3.3: Dây quấn ống nhiều lớp dây chữ nhật
1. Cách điện bằng giấy cáp; 2. Vành đệm phụ bằng cacton cách điện;
3. Nêm dọc tạo rãnh làm lạnh
nó còn cơ ưu điểm nữa là lấp đầy cửa sổ mạch từ tốt hơn các dây quấn khác. Rãnh dầu

làm lạnh dọc trục cũng có hiệu quả truyền nhiệt tốt hơn các loại dây quấn có rãnh dầu
hướng kính. Độ bền về điện khi có quá điện áp cũng tốt hơn các loại dây quấn kiểu bánh

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
1 2 3
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
dây. Tuy nhiên nhiều loại dây quấn này có nhược điểm cơ bản là bề mặt làm lạnh bị giảm
đi nhiều so với loại dây quấn bánh dây.
Một biến thế mới của
dây quấn hình ống nữa là
dây quấn bằng các tấm nhôm
hay đồng mỏng không bọc
cách điện hay được dùng
trong các máy biến áp đến
1000kVA, điện áp HA dưới
1kV. Hình là một ví tụ về
dây quấn hình ống nhiều lớp
quấn từ các tấm nhôm. Mỗi
lớp là một vòng, chiều rộng
của tấm nhôm bằng chiều
cao của dây quấn. Cách điện
giữa các vòng dây thường là
một hai lớp giấy tụ điện, giấy điện thoại hay giấy cáp cao hơn tấm dây quấn 16 đến 24
mm. Dây quấn kiểu này có ưu điểm là dễ quấn nhưng kém chịu lực cơ lúc ngắn mạch.
Muốn có độ bền cơ cao phải dùng nhôm tấm đã ủ hay nhôm có độ cứng cao như A6, hay
A5. Tuy nhiên, vì tấm nhôm hay đồng không bọc cách điện nên kiểu dây quấn này lại có
ưu điểm là tản nhiệt tốt hơn so với loại dây quấn kiểu dây dẫn. Lấp đầy cửa sổ mạch từ
cũng tốt hơn nhưng công nghệ quấn dây sẽ phức tạp hơn khi điện áp càng cao, và vì lá
nhôm hay đồng mỏng nên kẹp giữa các dây dẫn ra cũng khó khăn hơn. Do đó kiểu dây
quấn bằng kim loại tấm này thường dùng cho cuộn CA với điện áp không quá 10kV.

b. Dây quấn hình xoắn :
Dây quấn gồm một hàyn sợi dây chữ nhật chập lại quấn theo chiều trục như đường
ren ốc. Các sợi dây chập thường xếp theo hướng kính và nhất thiết phải có tiết diện và
kích thước các sợi như nhau.
Nếu chập các sợi thành một mạch quấn từ trên xuống dưới ta có kiểu dây quấn
hình xoắn mạch đơn. Khi dòng điện lớn quá phải chập thành hai mạch để quấn, ta có kiểu
dây quấn hình xoắn mạch kép .Kiểu dây quấn này có số vòng ít, tiết diện lớn nên dùng
làm dây quấn HA. Ưu điẻm của nó là chịu được lực cơ học tốt, tản nhiệt tốt. Nhưng
nhược điểm là chiều dài các sợi dây ghép không bằng nhau nên điện trở khácnhau, từ

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng
3
2
1
Hình 3.4: Dây quấn hình ống nhiều lớp làm
bằng các tấm nhôm. 1- Tấm nhôm mỏng; 2-
Cách điện lớp bằng giấy; 3- Đệm đầu dây quấn
bằng bìa cách điện
Trường ĐHSPKT Vinh -   - Đồ Án Máy Điện
thông tản không đều (càng xa trụ sắt từ thông tản càng nhỏ) nên điện kháng cũng
khácnhau. Mặt khác dòng điện phân bố không đều làm tăng tổn hao phụ. Vì vậy các sợi
dây chập quấn quanh trụ cần được hoán vị.
Đối với dây quấn hình xoắn mạch đơn theo chiều dài dây quấn người ta thường
hoán vị tập trung ba chỗ gồm:
- Hai hoán vị phân bố tổ ở khoảng ẳ và 2/3 chiều cao cuộn dây
- Một hoán vị toàn bộ ở giữa đoạn dây

a)
b)
TiÕt diÖn

mét vßng
Hình 3.5: Dây quấn hình xoắn a) mạch đơn (6 vòng dây); b) Mạch kép (4 vòng dây).
Tại chỗ hoán vị các sợi ghép chập phải đổi chỗ cho nhau (sợi ở ngoài vào trong,
sợi ở trong ra ngoài…) vì thế cần phải có một khoảng để các sợi dây tránh nhau. Như vậy
chiều cao dây quấn tăng thêm một rãnh dầu và một bánh dây .Nói chung để hoán vị được
dễ dàng và dây quấn chắc chắn thì số sợi ghép chập không nên qúa 4.
Đối với dây quấn hình xoắn mạch kép người ta không dùng kiểu hoán vị tập trung
tại 3 chỗ như vậy mà hoán vị phân bố đều, nghĩa là có bao nhiêù sợi dây chập thì có bấy
nhiêu lần hoán vị và phân bố vị trí hoán vị trên toàn chiều cao dây quấn . Vì nhờ có hai

Sv:Phan Đình Phương -1- Gvhd: Võ Tiến Dũng